The next software revolution: programming biological cells | Sara-Jane Dunn

Translator: Neelam Panchal Reviewer: Arvind Patil

The second half of the last century was completely defined

છેલ્લા સદીના બીજા ભાગમાં સંપૂર્ણપણે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી હતી

તકનીકી ક્રાંતિ દ્વાર!

by a technological revolution:

સોફ્ટવેર ક્રાંતિ.

the software revolution.

ઈલેકટ્રોનપ્રોગ્રામ

શક્ય તકનીકઓ બનાવી કંપની, ઉદ્યોગો કે ઍક સમયે હતાં

The ability to program electrons on a material called silicon

આપણામાંના ઘણા અકલ્પની

પણ હવે જે રીતે બદલાયા

made possible technologies, companies and industries

દુનિયા જેરીતે કામ કરે છે આ સદીનો પ્રથમભાગ,

that were at one point unimaginable to many of us,

જૉકે રૂપાંતરિત થઇ છે નવી સોફ્ટવેરક્રાંતિ દ્વારા, જીવંતસફ્ટવેરતિ.

but which have now fundamentally changed the way the world works.

અને આ ક્ષમતા દ્વારા સંચાલિત કરવામાં આવશે બાયોકેમિસ્ટ્રી કાર્યક્રમ

The first half of this century, though,

જીવવિજ્ calledાન કહેવાય સામગ્રી પર.

is going to be transformed by a new software revolution:

અને આમ કરવાથી આપણને ઉપયોગ થાય છે જીવવિજ્ .ાન ગુણધર્મો

the living software revolution.

નવી પ્રકારની ઉપચાર પેદા કરવા માટે,

And this will be powered by the ability to program biochemistry

ક્ષતિગ્રસ્ત પેશીઓને સુધારવા માટે,

on a material called biology.

ખામીયુક્ત કોષો ફરીથી પ્રોગ્રામ કરવા

And doing so will enable us to harness the properties of biology

અથવા તો પ્રોગ્રામ કરી શકાય તેવા બનાવો બાયોકેમિસ્ટ્રીમાંથી ઑપરેટિંગ સિસ્ટમ્સ

to generate new kinds of therapies,

જો આકરી શકીએ તૅનો ખ્યાલ રાખવાની જરૂર છે

to repair damaged tissue,

તેની અસર એટલી પ્રચંડ હશે

to reprogram faulty cells

કે તે પ્રથમ બનાવશે સરખામણીમાં સોફ્ટવેર ક્રાંતિ નિસ્તેજ.

or even build programmable operating systems out of biochemistry.

જીવંત સ softwareફ્ટવેર છે દવાની સંપૂર્ણતામાં પરિવર્તન લાવશે,

If we can realize this -- and we do need to realize it --

કૃષિ અને ઉર્જા,

its impact will be so enormous

અને આ એવા ક્ષેત્રો છે જે આઇટી દ્વારા વર્ચસ્વ.

that it will make the first software revolution pale in comparison.

પ્રોગ્રામેબલ છોડની કલ્પના કરો તે વધુ અસરકારક રીતે નાઇટ્રોજનને ઠીક કરે છે

And that's because living software would transform the entirety of medicine,

અથવા ઉભરતા ફંગલ પેથોજેન્સનો પ્રતિકાર કરો,

agriculture and energy,

અથવા તો પ્રોગ્રામિંગ વાર્ષિક બદલે

and these are sectors that dwarf those dominated by IT.

જેથી તમે બમણું કરી શકો તમારા પાક દર વર્ષે ઉપજ.

Imagine programmable plants that fix nitrogen more effectively

તે કૃષિમાં પરિવર્તન લાવશે

or resist emerging fungal pathogens,

અને આપણે કેવી રીતે વધતી રહીશું અને વૈશ્વિક વસ્તી મેળવાય છે

or even programming crops to be perennial rather than annual

અથવા પ્રોગ્રામેબલ પ્રતિરક્ષાની કલ્પના કરો,

so you could double your crop yields each year.

મોલેક્યુલર ડિવાઇસીસની રચના અને ઉપયોગ જે તમારી kk

That would transform agriculture

શોધવા માટે, નાબૂદ કરવું અથવા રોગ અટકાવે છે.

and how we'll keep our growing and global population fed.

આ દવા પરિવર્તન કરશે

Or imagine programmable immunity,

-આપણે કેવીરીતે વધતી રહીશું , વૃદ્ધ વસ્તી સ્વસ્થ.

designing and harnessing molecular devices that guide your immune system

અમારી પાસે પહેલાથી ઘણા સાધનો છે તે જીવંત સફ્ટવેરને વાસ્તવિકતા બનાવશે.

to detect, eradicate or even prevent disease.

અમે CRISPR સાથે ચોક્કસપણે

જનીનોને સંપાદિત કરી

This would transform medicine

આપણે આનુવંશિક

એક સમયે એક આધાર

and how we'll keep our growing and aging population healthy.

આપણે કાર્યકારી પણ બનાવી શકીએ છીએ ડીએનએ બહાર કૃત્રિમ સર્કિટ્સ.

We already have many of the tools that will make living software a reality.

પરંતુ કેવી રીતે અને ક્યારે બહાર નીકળવું આ સાધનો ચલાવવા માટે

We can precisely edit genes with CRISPR.

હજી પણ અજમાયશ અને ભૂલની પ્રક્રિયા છે.

We can rewrite the genetic code one base at a time.

તેને deepંડી કુશળતાની જરૂર છે, વિશેષતા વર્ષો.

We can even build functioning synthetic circuits out of DNA.

અને પ્રાયોગિક પ્રોટોકોલ શોધવા માટે મુશ્કેલ છે

But figuring out how and when to wield these tools

બધા ઘણી વાર, પુનરુત્પાદન કરવું મુશ્કેલ.

is still a process of trial and error.

તમે જાણો છો, આપણું વલણ જીવનમાં

ભાગોં પર ઘ્યાન રાખવા

It needs deep expertise, years of specialization.

પરંતુ આપણે બધા જાણીએ છીએ કે ઉડાન જેવું છે, સમજાય નહીં

And experimental protocols are difficult to discover

ફક્ત પીછાઓનો અભ્યાસ કરીને.

and all too often, difficult to reproduce.

પ્રોગ્રામિંગ બાયોલોજી નથી કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ જેવુ સરળ.

And, you know, we have a tendency in biology to focus a lot on the parts,

અને પછી બાબતોને વધુ ખરાબ કરવા માટે,

but we all know that something like flying wouldn't be understood

જીવંતપ્રણાલ મોટાભાગે સામ્યતા નથી સિસ્ટમો માટે

by only studying feathers.

કે તમે, હું રોજ કાર્યક્રમ.

So programming biology is not yet as simple as programming your computer.

એન્જિનિયર્ડ સિસ્ટમ્સથી વિપરીત, જીવંત પ્રણાલીઓ સ્વયં ઉત્પન્ન કરે છે,

And then to make matters worse,

તેઓ સ્વ આયોજન,

living systems largely bear no resemblance to the engineered systems

તેઓ પરમાણુ ભીંગડા પર કાર્ય કરે છે.

that you and I program every day.

અને આ પરમાણુ-સ્તરના ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ

In contrast to engineered systems, living systems self-generate,

સામાન્ય રીતે મજબૂત તરફ દોરી જાય છે મેક્રો-સ્કેલ આઉટપુટ.

they self-organize,

તેઓ સ્વ-સમારકામ પણ કરી શકે છે.

they operate at molecular scales.

ઉદાહરણ તરીકે, ધ્ય નમ્ર ઘરગથ્થુ છોડ,

And these molecular-level interactions

જેમ કે એક બેઠો ઘરે તમારા mantelpiece પર

lead generally to robust macro-scale output.

કે તમે પાણીને ભૂલી જતા રહો.

They can even self-repair.

દરરોજ, તમારી ઉપેક્ષા હોવા છતાં, કે છોડ જાગે છે

Consider, for example, the humble household plant,

અને કેવી રીતે બહાર આકૃતિ તેના સંસાધનોની ફાળવણી કરવા.

like that one sat on your mantelpiece at home

શું તે વધશે, પ્રકાશસંશ્લેષણ કરશે, બીજ,ફૂલ પેદા?

that you keep forgetting to water.

તે નિર્ણય લેવો પડશે સમગ્ર જીવતંત્રના

Every day, despite your neglect, that plant has to wake up

પરંતુ છોડમાં મગજ હોતું નથી કે બધા બહાર આકૃતિ.

and figure out how to allocate its resources.

તે કરવું પડશે તેના પાંદડા પર કોષો સાથે.

Will it grow, photosynthesize, produce seeds, or flower?

તેઓએ પર્યાવરણને પ્રતિક્રિયા આપવી પડશે

And that's a decision that has to be made at the level of the whole organism.

અને નિર્ણયો લે છે જે આખા છોડને અસર કરે છે.

But a plant doesn't have a brain to figure all of that out.

તેથી કોઈક કોઈ કાર્યક્રમ હોવો જ જોઇએ આ કોષોની અંદર દોડતા,

It has to make do with the cells on its leaves.

એક પ્રોગ્રામ જેનો જવાબ છે ઇનપુટ સંકેતો અને સંકેતો

They have to respond to the environment

અને તે કોષ શું કરશે તે આકાર આપે છે.

and make the decisions that affect the whole plant.

અને તે પછી તે પ્રોગ્રામો ચલાવવા જ જોઇએ વિતરિત રીતે

So somehow there must be a program running inside these cells,

વ્યક્તિગત કોષો તરફ,

a program that responds to input signals and cues

જેથી તેઓ સંકલન કરી શકે તે છોડ વિકસે છે અને ખીલી શકે છે.

and shapes what that cell will do.

જો આપણે સમજી શક્યા હોત જૈવિક કાર્યક્રમો,

And then those programs must operate in a distributed way

જો આપણે સમજી શક્યા હોત જૈવિક ગણતરી,

across individual cells,

આપણી ક્ષમતામાં પરવર્તન લાવશે

so that they can coordinate and that plant can grow and flourish.

કેવીરીતે, કૅમસમજવું કોષો જે કરે છે તે કરે છે.

If we could understand these biological programs,

કારણ કે, જો આપણે આ પ્રોગ્રામોને સમજીએ છીએ,

if we could understand biological computation,

જ્યારે વસ્તુઓ ખોટી પડે તેમને ડિબગ કરી શકીએ.

it would transform our ability to understand how and why

તેમની પાસેથી ડિઝાઇન કેવીરીતે કરવું તે શીખી કૃત્રિમ સર્કિટનો પ્રકાર

cells do what they do.

ખરે શોષણ બાયોમિસ્ટ્રી ગણતરીશક્તિ

Because, if we understood these programs,

આ વિચાર વિશે ઉત્ધનની કારકીર્દિ તરફ દોરીm

we could debug them when things go wrong.

ગણિતના ઇંટરફેસ પર કમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન,જીવવિજ્ઞા

Or we could learn from them how to design the kind of synthetic circuits

મારા કાર્યમાં હું ખ્યાલ પર ધ્યાન કરું છું ગણતરી તરીકે જીવવિજ્ઞાન

that truly exploit the computational power of biochemistry.

અને તેનો અર્થ એ છે કે પૂછવું કોષો શું ગણતરી કરે છે,

My passion about this idea led me to a career in research

અને આપણે કેવી રીતે ઉજાગર કરી શકીએ આ જૈવિક કાર્યક્રમો?

at the interface of maths, computer science and biology.

અને મેં આ પ્રશ્નો પૂછવાનું શરૂ કર્યું કેટલાક તેજસ્વી સહયોગીઓ સાથે

And in my work, I focus on the concept of biology as computation.

માઈક્રોસોફ્ટ સંશોધન પર અને યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજ,

And that means asking what do cells compute,

જ્યાં અમે સાથે સમજવા માંગતા હતા

and how can we uncover these biological programs?

જૈવિક કાર્યક્રમ એક અનોખા પ્રકારનાં કોષની અંદર દોડવું:

And I started to ask these questions together with some brilliant collaborators

એક ગર્ભ સ્ટેમ સેલ.

at Microsoft Research and the University of Cambridge,

આ કોષો અનન્ય છે કારણ કે તેઓ સંપૂર્ણ નિષ્કપટ છે.

where together we wanted to understand

તેઓ ઇચ્છે તે કંઈપણ બની શકે છે:

the biological program running inside a unique type of cell:

મગજ કોષ, એક હૃદય કોષ, હાડકાંના કોષ, ફેફસાંનું કોષ,

an embryonic stem cell.

કોઈપણ પુખ્ત કોષ પ્રકાર.

These cells are unique because they're totally naïve.

આ ભદ્ર, તે તેમને અલગ કરે છે,

They can become anything they want:

પરંતુ તે કલ્પનાને પણ સળગાવ્યું વૈજ્નિક સમુદાય

a brain cell, a heart cell, a bone cell, a lung cell,

કોણ સમજાયું, જો આપણે કરી શકીએ તે સંભવિતમાં ટેપ કરો,

any adult cell type.

અમારી પાસે શક્તિશાળી હશે દવા માટે સાધન.

This naïvety, it sets them apart,

આપણે જાણીએ કૉષો નિર્ણય કેવી રીતે લે

but it also ignited the imagination of the scientific community,

એક કોષ અથવા બીજા બનવા માટે,

who realized, if we could tap into that potential,

અમે તેમને ઉપયોગ કરવા માટે સમર્થ હોઈ શકે છે

we would have a powerful tool for medicine.

જરૂરી કોષો ઉત્પન્ન કરવા રોગગ્રસ્ત સુધારવાmmm

If we could figure out how these cells make the decision

પરંતુ તે દ્રષ્ટિની અનુભૂતિ તેની પડકારો વિના નથી,

to become one cell type or another,

ઓછામાં ઓછા કારણ કે આ ચોક્કસ કોષો,

we might be able to harness them

તે માત્ર છ દિવસ ઉભરી આવે વિભાવના પછી

to generate cells that we need to repair diseased or damaged tissue.

એક કે તેથી વધુ દિવસમાં, તેઓ ચાલ્યા ગયા.

But realizing that vision is not without its challenges,

તેઓએ જુદા જુદા માર્ગો બંધ કર્યા છે

not least because these particular cells,

જે બધી રચનાઓ બનાવે છે અને તમારા પુખ્ત વયના શરીરના અવયવો.

they emerge just six days after conception.

પરંતુ તે બહાર આવે છે કે સેલ fates ઘણા વધુ પ્લાસ્ટિક છે

And then within a day or so, they're gone.

કરતાં અમે કલ્પના કરી શકે છે.

They have set off down the different paths

13 વર્ષ પહેલાં વૈજ્નિકો ક્રાંતિકાર બતાવ્યું

that form all the structures and organs of your adult body.

માત્ર એક મુઠ્ઠીભર જનીનો દાખલ કરીને પુખ્ત કોષમાં,

But it turns out that cell fates are a lot more plastic

તમારા ત્વચાના એક કોષની જેમ,કોષ બદલી શકો

than we might have imagined.

નિષ્કપટ સ્થિતિમાં

About 13 years ago, some scientists showed something truly revolutionary.

અને તે એક પ્રક્રિયા છે જે ખરેખર છે "રિપ્રોગ્રામિંગ," તરીકે ઓળખાય છે

By inserting just a handful of genes into an adult cell,

અને તે આપણને કલ્પના કરવા દે છે એક પ્રકારનું સ્ટેમ સેલ યુટોપિયા,

like one of your skin cells,

નમૂના લેવાની ક્ષમતા દર્દીના પોતાનાકોષો

you can transform that cell back to the naïve state.

તેમને પાછા મૂર્ખ સ્થિતિમાં પરિવર્તિત કરો

And it's a process that's actually known as "reprogramming,"

અને બનાવવા માટે તે કોષોનો ઉપયોગ કરો જે કંઇ પણ દર્દીને જરૂર પડે,

and it allows us to imagine a kind of stem cell utopia,

પછી ભલે તે મગજના કોષો હોય કે હૃદયના કોષો.

the ability to take a sample of a patient's own cells,

પરંતુ છેલ્લા એક દાયકામાં અથવા તેથી વધુ

transform them back to the naïve state

કોષનું ભાગ્ય કેવી રીતે બદલવું તે શોધી

and use those cells to make whatever that patient might need,

તે હજી પણ અજમાયશ અને ભૂલની પ્રક્રિયા છે. એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યાં

whether it's brain cells or heart cells.

અમારો પર્દાફાશ થયો છે સફળપ્રાયોગિક પ્રોટોકોલ

But over the last decade or so,

તેઓ હજી પણ બિનકાર્યક્ષમ છે,

figuring out how to change cell fate,

અને આપણી પાસે મૂળભૂત સમજણનો અભાવ છેતેઓ કેવી રીતે અને કેકામકરે

it's still a process of trial and error.

તમે શોધ્યું કેવરીતે બદલવું હૃદયકોષમાં સ્ટેમસેલ

Even in cases where we've uncovered successful experimental protocols,

તમને કહેવાની કોઈ રીત મળી નથી સ્ટેમ સેલ કેવી રીતે બદલવું

they're still inefficient,

મગજના કોષમાં.

and we lack a fundamental understanding of how and why they work.

તેથી અમે સમજવા માંગતા હતા જૈવિક કાર્યક્રમ

If you figured out how to change a stem cell into a heart cell,

ગર્ભસ્થ સ્ટેમ સેલની અંદર દોડવું,

that hasn't got any way of telling you how to change a stem cell

અને ગણતરીને સમજવું એક જીવંત સિસ્ટમ દ્વારા કરવામાં આવે છે

into a brain cell.

પૂછવા સાથે શરૂ થાય છે

So we wanted to understand the biological program

વિનાશક સરળ પ્રશ્ન: તે સિસ્ટમે ખરેખર શું કરવાનું છે?

running inside an embryonic stem cell,

હવે, ખરેખર કમ્પ્યુટર વિજ્ .ાન વ્યૂહરચનાઓનો સમૂહ છે

and understanding the computation performed by a living system

તે સોફ્ટવેર છે તે સાથે વ્યવહાર કરવા માટે અને હાર્ડવેર કરવાનું છે.

starts with asking a devastatingly simple question:

જ્યારે તમે કોઈ કાર્યક્રમ લખો છો, તમે સ softwareફ્ટવેરનો એક ભાગ કોડ કરો છો,

What is it that system actually has to do?

તમે ઇચ્છો છો કે તે સફ્ટવેર યોગ્ય ચાલે.

Now, computer science actually has a set of strategies

તમે પ્રભાવ, કાર્યક્ષમતા માંગો છો.

for dealing with what it is the software and hardware are meant to do.

તમે ભૂલો અટકાવવા માંગો છો.

When you write a program, you code a piece of software,

તેઓ તમને ખૂબ ખર્ચ કરી શકે છે.

you want that software to run correctly.

તેથી જ્યારે વિકાસકર્તા કોઈ પ્રોગ્રામ લખે

You want performance, functionality.

તેઓ લખી શકે છે સ્પષ્ટીકરણોનો સમૂહ.

You want to prevent bugs.

પ્રોગ્રામને શું કરવું જોઈ

They can cost you a lot.

કદાચ તેની તુલના કરવી બે-

So when a developer writes a program,

સંખ્યાઓનું કદ, કદ વધારીને સંખ્યાઓ

they could write down a set of specifications.

ઓર્ડેર કરો,તકનીક અસ્તિત્વમાં છેજે આપણને

These are what your program should do.

મંજૂરીઆપે તપાસમાટે શું અમારી લાક્ષણિકતાઓ

Maybe it should compare the size of two numbers

સંતુષ્ટ છેકે કાર્યક્રમ તે શું કરવું જોઈએ કરે છે.

or order numbers by increasing size.

અને તેથી અમારો વિચાર એ જ રીતે,

Technology exists that allows us automatically to check

પ્રાયોગિક અવલોકનો, વસ્તુઓ જે આપણે પ્રયોગશાળામાં માપીએ છીએ,

whether our specifications are satisfied,

તે સ્પષ્ટીકરણને અનુરૂપ છે જૈવિકકાર્યક્રમ શુંકરવું

whether that program does what it should do.

તેથી આપણે ફક્ત એક રસ્તો ની જરૂર હતી

And so our idea was that in the same way,

આ નવા પ્રકારનાં સ્પષ્ટીકરણને એન્કોડ કરવા.

experimental observations, things we measure in the lab,

તો ચાલો આપણે કહીએ તમે લેબમાં વ્યસ્ત છો તમે જનીનોને માપી રહ્યા છો

they correspond to specifications of what the biological program should do.

અને તમને મળ્યું છે કે જો જીન એ સક્રિય છે,

So we just needed to figure out a way

પછી જીનબી, જીનસી સક્રિય હોય તેવું લાગે

to encode this new type of specification.

આપણે તે નિરીક્ષણ નીચે લખી શકીએ છીએ ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ તરીકે

So let's say you've been busy in the lab and you've been measuring your genes

જો આપણે તર્કની ભાષા વાપરી શકીએ:

and you've found that if Gene A is active,

જો એ, પછી બી અથવા સી.

then Gene B or Gene C seems to be active.

હવે, આ એક ખૂબ સરળ ઉદાહરણ છે, બરાબર.

We can write that observation down as a mathematical expression

તે માત્ર બિંદુ સમજાવવા માટે છે.

if we can use the language of logic:

અમે ખરેખર સમૃદ્ધ અભિવ્યક્તિઓ એન્કોડ કરી શકીએ છીએ

If A, then B or C.

કે ખરેખર વર્તન મેળવે છે સમય જતાં અનેક જીનો,પ્રૉટીન

Now, this is a very simple example, OK.

બહુવિધ વિવિધ પ્રયોગો દરમ્યાન.

It's just to illustrate the point.

, તેથી આપણા અવલોકનોનું ભાષાંતર કરીને

We can encode truly rich expressions

આ રીતે ગાણિતિક અભિવ્યક્તિમાં,

that actually capture the behavior of multiple genes or proteins over time

તે ચકાસવું શક્ય બને છે કે નહીં અથવા તે અવલોકનો બહાર ન આવે

across multiple different experiments.

આનુવંશિક ક્રિયાના પ્રોગ્રામમાંથી.

And so by translating our observations

અને અમે આ કરવા માટે એક સાધન બનાવ્યું છે.

into mathematical expression in this way,

અમે આ ટૂલનો ઉપયોગ કરીશક્યાં અવલોકન કરવા

it becomes possible to test whether or not those observations can emerge

ગાણિતિક અભિવ્યક્તિઓ તરીકે,

from a program of genetic interactions.

અને પછી તે સાધન અમને મંજૂરી આપશે આનુવંશિક પ્રોગ્રામને ઉજાગર કરવા

And we developed a tool to do just this.

કે તે બધાને સમજાવી શકે.અને પછિ અમે આ -

We were able to use this tool to encode observations

અભિગમને લાગુ કરીએ છીએ આનુવંશિકપ્રોગ્રામને ઉજાગર કરવા

as mathematical expressions,

એમ્બ્રોયોનિ સ્ટેમસેલમા ચાલેછે

and then that tool would allow us to uncover the genetic program

જો આપણે સમજી શકીએ કે કેમકેવી રીતે કે નિષ્કપટ રાજ્ય પ્રેરિત કરવા માટે.

that could explain them all.

,આસાધન ખરેખર બનાવામાં આવ્યુંહતું

And we then apply this approach

સોલવર પર કે જે તૈનાત છે નિયમિતપણે વિશ્વભરમાં

to uncover the genetic program running inside embryonic stem cells

પરંપરાગત સ softwareફ્ટવેર ચકાસણી માટે.

to see if we could understand how to induce that naïve state.

તેથી અમે એક સેટ સાથે પ્રારંભ કર્યો લગભગ 50 વિવિધ સ્પષ્ટીકરણો અમે પ્રાયોગિક-

And this tool was actually built

માંથી પેદા ગર્ભના સ્ટેમકોષોનું નિરીક્ષણો

on a solver that's deployed routinely around the world

અને આને એન્કોડ કરીને આ સાધનમાં નિરીક્ષણો,

for conventional software verification.

અમે ઉઘાડવામાં સમર્થ હતા પ્રથમ પરમાણુ કાર્યક્રમ

So we started with a set of nearly 50 different specifications

કે તે બધાને સમજાવી શકે.

that we generated from experimental observations of embryonic stem cells.

હવે, તે એક પરાક્રમ છે અને પોતે જ, બરાબર?

And by encoding these observations in this tool,

સમાધાન કરવા માટે સક્ષમ છે આ બધા જુદા જુદા અવલોકનો

we were able to uncover the first molecular program

વસ્તુ પ્રકારની નથી તમે એક પરબિડીયું પાછળ કરી શકો છો,

that could explain all of them.

ભલે તમારી પાસે ખરેખર મોટું પરબિડીયું હોય.

Now, that's kind of a feat in and of itself, right?

કારણ કે આપણી પાસે છે આ પ્રકારની સમજણ,

Being able to reconcile all of these different observations

અમે એક પગલું આગળ વધી શકીએ.

is not the kind of thing you can do on the back of an envelope,

અમે આ કાર્યક્રમની આગાહી કરવા માટે ઉપયોગ કરી શકીએ આ સેલ શકરે છેm

even if you have a really big envelope.

શરતોમાં આપણે હજી સુધી પરીક્ષણ કર્યું નથી.

Because we've got this kind of understanding,

આપણે સિલિકોમાં પ્રોગ્રામની તપાસ કરી શકીએ

we could go one step further.

અને તેથી અમે તે જ કર્યું:

We could use this program to predict what this cell might do

અમે આગાહીઓ પેદા કરી કે અમે લેબમાં પરીક્ષણ કર્યું છે,

in conditions we hadn't yet tested.

અમને જોવા મળ્યું પ્રોગ્રામ ખૂબ આગાહીયુક્ત હતું

We could probe the program in silico.

અમને જણાવીશક્યું,આપણે કેવીરીતે કરીશકીએ પ્રગતિવેગ

And so we did just that:

પાછા નિષ્કપટ સ્થિતિમાં ઝડપ-

we generated predictions that we tested in the lab,

અસરકારક રીતે તે અમને કહ્યું કે કયા જનીનો તે કરવાનું લક્ષ્ય રાખવું,

and we found that this program was highly predictive.

જે જીન્સ પણ શકે છે તે પ્રક્રિયામાં અવરોધ

It told us how we could accelerate progress

અમને પ્રોગ્રામની આગાહી મળી ક્રમમાં જેમાં જનીનો ચાલુ થશે.

back to the naïve state quickly and efficiently.

તેથી આ અભિગમને ખરેખર અમને મંજૂરી આપી ગતિશીલતાને ઉજાગર કરવા માટે

It told us which genes to target to do that,

કોષો શું કરી રહ્યા છે.આપણે શુ વિકસિત

which genes might even hinder that process.

-કર્યુંછે તે પદ્ધતિ નથી તેસ્બયોલોજી માટે વિશિષ્ટ છે

We even found the program predicted the order in which genes would switch on.

તેના બદલે, તે આપણને અર્થપૂર્ણ બનાવવા દે છે ગણતરી

So this approach really allowed us to uncover the dynamics

સેલ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે

of what the cells are doing.

આનુવંશિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંદર્ભમાં.

What we've developed, it's not a method that's specific to stem cell biology.

તેથી ખરેખર, તે ફક્ત એક બિલ્ડિંગ બ્લોક છે.

Rather, it allows us to make sense of the computation

આ ક્ષેત્રની તાત્કાલિક જરૂર છે નવા અભિગમો વિકસાવવા માટે

being carried out by the cell

જૈવિક સમજવા માટે ગણતરી વધુ વ્યાપક

in the context of genetic interactions.

અને વિવિધ સ્તરો પર,

So really, it's just one building block.

સીધા જ ડીએનએથી કોષો વચ્ચેની માહિતીના પ્રવાહમાં.

The field urgently needs to develop new approaches

માત્ર આ પ્રકારની પરિવર્તનશીલ સમજ

to understand biological computation more broadly

જીવવિજ્ઞાનનો ઉપયોગ કરવા સક્ષમ બનાવશે ધારી, વિશ્વસનીય રીતે

and at different levels,

પણપ્રોગ્રામ બાયોલોજી મા આપણે

from DNA right through to the flow of information between cells.

વિકાસ પણ કરવો પડશે સાધનો અને ભાષાઓના પ્રકારો

Only this kind of transformative understanding

જે એકવાર પ્રયોગશાળા કરે છે અને ગણતરીના વૈજ્ .ાનિક

will enable us to harness biology in ways that are predictable and reliable.

જૈવિક કાર્ય ડિઝાઇન કરવા માટે

But to program biology, we will also need to develop

અને તે ડિઝાઇનને કમ્પાઇલ કરો સેલના મશીન કોડ પર,

the kinds of tools and languages

તેની બાયોકેમિસ્ટ્રી,

that allow both experimentalists and computational scientists

જેથી અમે તે કરી શકીએ તે માળખાં બનાવો.

to design biological function

હવે, તે કંઈક સમાન છે જીવંત સફ્ટવેર કમ્પાઈલરને,

and have those designs compile down to the machine code of the cell,

અને મને ગર્વ છે માઇક્રોસફ્ટ પરની એક ટીમનો ભાગ તે એક વિકસિત

its biochemistry,

કરવાનુંકામ કરી રહ્યું છે

so that we could then build those structures.

તેમ છતાં તે કહેવું એક પડકાર છે અલ્પોક્તિનો પ્રકાર છે,

Now, that's something akin to a living software compiler,

પરંતુ જો તે સમજાયું,

and I'm proud to be part of a team at Microsoft

તે અંતિમ પુલ હશે સફ્ટવેર અને વેટવેર વચ્ચે.

that's working to develop one.

પ્રોગ્રામિંગબાયોલોજી ફક્ત શક્ય m

Though to say it's a grand challenge is kind of an understatement,

જો આપણે ક્ષેત્રમાં પરિવર્તન લાવી શકીએ ખરેખર આંતરશાખાકીય હોવા માં.

but if it's realized,

આપણને પુલ કરવાની જરૂર છે

it would be the final bridge between software and wetware.

ભૌતિક, જીવવિજ્ઞાન અને વૈજ્નિકો આ દરેક શાખાઓ

More broadly, though, programming biology is only going to be possible

સાથે કામ કરવાનો પ્રયત્ન કરવાની જરૂર છે સામાન્ય ભાષાઓ સાથે

if we can transform the field into being truly interdisciplinary.

અને વૈજ્ .ાનિક પ્રશ્નો શેર કર્યા છે.

It needs us to bridge the physical and the life sciences,

લાંબા ગાળે, તે યાદ રાખવા યોગ્ય છે કે વિશાળ સોફ્ટવેર કંપનીઓ ઘણા

and scientists from each of these disciplines

અને ટેકનોલોજી કે તમે અને હું રોજ સાથે કામ કરીશું

need to be able to work together with common languages

ભાગ્યે જ કલ્પના કરી શકાય છે

and to have shared scientific questions.

તે સમયે અમે શરૂકર્યું સિલિકોનમાઇક્રોચિપ્સ પર પ્રોગ્રામિંગ.

In the long term, it's worth remembering that many of the giant software companies

અને જો આપણે હવે વિચારવાનું શરૂ કરીએ તકનીકી માટેની સંભાવના

and the technology that you and I work with every day

કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજી દ્વારા સક્ષમ,અમે કેટલાંકપગલાં

could hardly have been imagined

જોશું આપણે માર્ગ સાથે લેવાંની-

at the time we first started programming on silicon microchips.

જરૂર છે કે વાસ્તવિકતા બનાવવા માટે.

And if we start now to think about the potential for technology

હવે, વિચારશીલ વિચાર છે કે આ પ્રકારની તકનીકી

enabled by computational biology,

દુરુપયોગ માટે ખુલ્લા હોઈ શકે છે.

we'll see some of the steps that we need to take along the way

જો આપણે વાત કરવા તૈયાર છીએ સંભવિત વિશે રોગપ્રતિકાર

to make that a reality.

Now, there is the sobering thought that this kind of technology

આપણે પણ વિચારવું જોઈએ બેક્ટેરિયાની સંભાવના વિશે

could be open to misuse.

તેમને ટાળવા માટે ઇજનેરી.

If we're willing to talk about the potential

ત્યાં કરવા માટે તૈયાર લોકો હોઈ શકે છે.

for programming immune cells,

હવે, આમાં એક આશ્વાસન વિચાર

we should also be thinking about the potential of bacteria

તે છે - સારું, ઓછા તેથી વૈજ્નિકો માટે -જીવવિજ્ઞાન

engineered to evade them.

છે કે સાથે કામ કરવા માટે નાજુકવસ્તુ

There might be people willing to do that.

તેથી પ્રોગ્રામિંગ બાયોલોજી કંઈક બનવાનું નથી

Now, one reassuring thought in this

તમે તમારા બગીચાના શેડમાં કરી શકશો.

is that -- well, less so for the scientists --

પરંતુ કારણ કે આપણે આની શરૂઆતમાં છીએ,

is that biology is a fragile thing to work with.

આપણે આગળ વધી શકીએ અમારી આંખો પહોળી સાથે.

So programming biology is not going to be something

અમે મુશ્કેલ પૂછી શકો છો આગળના પ્રશ્નો,

you'll be doing in your garden shed.

અમે જગ્યાએ મૂકી શકો છો જરૂરી સલામતી તે

But because we're at the outset of this,

તેના ભાગરૂપે આપણ નીતિશાસ્ત્રવિશે વિચારવું-

we can move forward with our eyes wide open.

પડસે આપણે બાઉન્ડ્રી લગાવવાનો વિચાર કરવો પડશે અમલીકરણ

We can ask the difficult questions up front,

પર જૈવિક કાર્ય

we can put in place the necessary safeguards

તેથી આના ભાગ રૂપે, બાયોથિક્સમાં સંશોધન કરો એક અગ્રતા હશે.

and, as part of that, we'll have to think about our ethics.

તે બીજા સ્થાને જઈ શકે તેમ નથી

We'll have to think about putting bounds on the implementation

ઉત્તેજના માં વૈજ્ઞાનિક નવીનતા.પર-

of biological function.

અંતિમ ઇનામ મુસાફરીપર અંતિમમુકામ

So as part of this, research in bioethics will have to be a priority.

સફળતા કાર્યક્રમો હશે અને પ્રગતિ ઉદ્યોગો

It can't be relegated to second place

કૃષિ અને દવા ક્ષેત્રે energyર્જા અને સામગ્રી માટે

in the excitement of scientific innovation.

અને તે પણ ગણતરી.

But the ultimate prize, the ultimate destination on this journey,

કલ્પના, એક દિવસ અમે શક્તિ આપી શકે છે ગ્રહ ટકાઉ

would be breakthrough applications and breakthrough industries

અંતિમ લીલી energyર્જા પર

in areas from agriculture and medicine to energy and materials

જો આપણે કંઈક નકલ કરી શકે તે છોડ સહસ્ત્રાબ્દી પૂર્વે મળી:

and even computing itself.

સૂર્ય ઉર્જા વાપરવા એક કાર્યક્ષમતા અપ્રતિમ છે

Imagine, one day we could be powering the planet sustainably

અમારા વર્તમાન સૌર કોષો દ્વારા.જો આપણે તે-

on the ultimate green energy

પ્રોગ્રામ સમજગયા હોત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

if we could mimic something that plants figured out millennia ago:

જે છોડને શોષી લેવાની મંજૂરી આપે છે સૂર્યપ્રકાશ તેથી અસરકારક રીતે,

how to harness the sun's energy with an efficiency that is unparalleled

આપણે તેનું ભાષાંતર કરવામાં સમર્થ હોઈશું કૃત્રિમ ડીએનએ સર્કિટ બનાવવા માટે

by our current solar cells.

કે સામગ્રી આપે છે વધુ સારા કોષો માટે.

If we understood that program of quantum interactions

ત્યાં ટીમો, વૈજ્નિકો કાર્યરત છે હમણાંના ફંડામેન્ટલ્સ પર

that allow plants to absorb sunlight so efficiently,

તેથી જો તેને યોગ્ય ધ્યાન મળ્યું અને યોગ્ય રોકાણ,

we might be able to translate that into building synthetic DNA circuits

તે 10 અથવા 15 વર્ષમાં સાકાર થઈ શકે છે.

that offer the material for better solar cells.

તેથી આપણે શરૂઆતમાં છીએ તકનીકી ક્રાંતિ

There are teams and scientists working on the fundamentals of this right now,

આ પ્રાચીન પ્રકારને સમજવું જૈવિક ગણતરી

so perhaps if it got the right attention and the right investment,

જટિલ પ્રથમ પગલું છે.

it could be realized in 10 or 15 years.

અને જો આપણે આનો અહેસાસ કરી શકીએ,

So we are at the beginning of a technological revolution.

અમે યુગ દાખલ કરશે operatingપરેટિંગ સિસ્ટમની

Understanding this ancient type of biological computation

તે જીવંત સ softwareફ્ટવેર ચલાવે છે.

is the critical first step.

ખુબ ખુબ આભાર.

And if we can realize this,

we would enter in the era of an operating system

that runs living software.

Thank you very much.

(Applause)